Estudio de la relajación y comportamiento crítico en películas delgadas de magnetita

Abstract

RESUMEN: En el presente trabajo se estudian las propiedades magnéticas de películas delgadas de magnetita con base en un modelo Monte Carlo-Ising con dinámica de Metropolis. Se simulan películas de magnetita de base cuadrada LxL y espesor d (medidos en celdas unidad), aplicando condiciones de frontera periódicas en dirección transversal y condiciones de frontera libres en la dirección d perpendicular al plano base. En el modelo consideramos la estructura espinela inversa 3D como el esquema de interacciones entre sitios tetraédricos y octaédricos de manera realista. Se estudia el proceso de relajación partiendo de dos configuraciones diferentes para varias temperaturas, se calculan las funciones de relajación no lineal para la magnetización y la energía y los tiempos de relajación integral en cada caso. Adicionalmente, se estima el exponente crítico de la magnetización (β) y se hace una comparación con el obtenido para la magnetita en bulk.

ABSTRACT: In the present work, the study of the magnetic properties of magnetite thin films by means of the Monte Carlo-Ising model is addressed. We simulate LxLxd magnetite thin films (being d the film thickness and L the transversal linear dimension of the film, both measured in unit cells) with periodic boundary conditions along transversal directions and free boundary conditions along ddirection, perpendicular to the base plane. In our model, both the three-dimensional inverse spinel structure and the interactions scheme involving tetrahedral and octahedral sites have been considered in a realistic way. We study the relaxation process from two different initial configurations and several temperature values. Non-linear relaxation functions of magnetization and energy, and the corresponding integral relaxation times are computed. Additionally, we estimate the critical exponent for magnetization (β) which is compared to that obtained for bulk magnetite.